玉米收获机的设计说明书.doc
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1、与上海50拖拉机配套玉米收获机的设计(输送装置)摘要玉米作为三大主要的粮食作物之一和饲料来源,在我国分布广泛、种植面积大。因此为了使人们从繁重的收获劳动中解脱出来,实现玉米的机械化收获,提高现有拖拉机的利用率,结合市场需求我们进行了此次设计。考虑到市场上现有机型特点,大致可分为自走式、牵引式、背负式玉米联合收获机等三种类型。结合实际生产需要和各机型作业、结构特点,我们选择与上海50拖拉机配套的背负式玉米联合收获机作为研究和设计对象。背负式玉米联合收获机由分禾器、拨禾链、摘穗辊、果穗第一升运器(螺旋升运器)、果穗第二升运器(刮板输送器)、集穗箱和秸秆粉碎还田机等组成。该收获机能一次完成摘穗、剥皮
2、、果穗输送、集穗箱、茎秆粉碎还田等项作业。其优点为价格适中,作业时无需人工开道,拖拉机利用率高,产品可靠率在95%以上,作业效果能够满足用户需求,因此深受广大农民用户的欢迎。本次设计重点在于整机配置,结构参数的计算、选择以及输送装置的参数选择和计算。输送装置采用刮板式输送器,将果穗逐渐送到集穗箱。大大降低劳动强度,省时省力。关键词:玉米联合收获机,上海50拖拉机,背负式,输送装置THE DESIGN OF CORN COMBINED HARSTER POWERED BY SHANGHAI-50 TRACTORABSTRACTCorn as one of the three main grain
3、 crops and feed sources, widely distributed in China, a large acreage. Therefore, in order to enable people to gain from the heavy labor freed to realize the mechanization of corn harvest, increase the utilization of existing tractors, combined with market demand, we had the design.Taking into accou
4、nt the market characteristics of existing models can be broadly divided into self-propelled, tractor, backpack, etc. corn harvester three types. Needs and the actual production model work, structural features, we choose to carry the tractor Shanghai -50 Corn Combine Harvester as a research and desig
5、n objects. Knapsack Corn Combine Harvester by the divider device, dial Wo chain, snapping rolls, the first elevator ear device (screw elevator device), the second elevator ear device (scraper conveyor), the cluster boxes and straw Breaking field machine, etc. The function of a completed harvest snap
6、ping, peeling, ear transmission, the cluster box, stem crushing other items of work to field. The advantage of affordable, work without having to manually clear the way, tractor utilization, and product reliability rate of more than 95%, operating results to meet customer needs, so popular among the
7、 peasants users.This design focuses on machine configuration, the calculation of structural parameters, selection and delivery mechanism and calculation of parameters. Conveyor installations scraper conveyor, the ear gradually sent to the cluster trunk. Greatly reduce the labor intensity, time and e
8、ffort.KEY WORDS: back-carrying type,double line,corn harvester, machine of returning straw to field,Shanghai-50 tractors目录第一章 绪论第二章 4YW2型收获机整体方案设计第三章 主要工作部件参数选择第四章 输送装置的设计计算第五章 主要工作部件的功率消耗计算第六章 典型零件的受力分析与校核第七章 主要零件的结构工艺分析第八章 技术效益评价第九章 总结参考文献致谢第一章 绪论一、我国玉米联合收获机市场现状在我国玉米种植历史悠久、种植面积广泛,并且玉米是我国三大主要粮食作物之一
9、,主要产区分布在东北、华北和西北等地区。因此,玉米生产在我国国民经济发展中起着重要作用。然而,如此大的种植面积,给玉米的中、管、收带来很大的难题。近年来在国家强农惠农政策支持下,在实施玉米收获机购置补贴政策的强力拉动下,玉米联合收获机的研究和发展解决了这一难题,进而如何实现玉米的机械化收获也成为人们日益关注的问题。目前我国玉米联合收获机市场存在如下特点:总量剧增,需求呈现多样化。从2008年开始,玉米收获机械纳入全国农机购置补贴范围,各主产省都把加快玉米收获机械化作为推动本省农业机械化发展的重点工作,并实行地方资金累加补贴。各主产省玉米收获机保有量猛增,其中山东省增加7000台,吉林增加800
10、台,河南增加2000台。全国约销售小麦玉米兼收机6000台,4行自走专用机2000台,各类背负机7000台,总计15000台左右。根据细分市场的差异化特点,不同地区对玉米收获机出现了差异化的需求趋势。2008年一个突出特点是冬麦区小麦玉米两用兼收机需求非常火爆,究其原因主要是因为兼收机的一机两用的功能特点相比其它机型更具经济性,性价比高,更受参加跨区作业搞经营的用户的青睐。从绝对量分析,兼收机已经和背负机基本持平,前几年背负机“一家独大”的局面已经得到改变。除此以外,由于2008年玉米机第一年在全国范围里进行补贴,刚开始补贴的地区和省份还处于选型阶段。这些地方市场需求呈现多样化,在一个地区,存
11、在同时补贴背负机、兼收机、籽粒直收机、自走专用机的现象。有的也出现了用户选购的机型不适应当地作业的情况,这是市场培育期一个特有的现象。相信随着市场的逐渐成熟,农机和农艺的相互适应,这种情况会得到改观。更多企业进入,竞争异常激烈。目前国内玉米收获机行业还处于自由竞争时期,行业集中度很低,行业内还没有出现一家市场占有率超过15%的企业。行业准入门槛低,市场前景广阔,不断有新进入者加入。据不完全统计,2008年至少有10家以上的企业“试水”玉米收获机市场,其中有影响的是江苏沃得、弗雷森、约翰迪尔、福格森、海虹工程机械、常林等。江苏沃德推出基于2号小麦收获机底盘技术的3行玉米收获机,弗雷森推出4LZ-
12、4玉米收获机,约翰迪尔6488玉米联合收割机,福格森4行玉米收获机等产品较为成熟。粗略统计,目前玉米收获机厂家已超过60家,平均销售量为200台。事实上许多企业年销售量为个位数的不在少数,未进入补贴目录的,日子更不好过。市场竞争激烈程度已近乎当年遍地开花的小四轮拖拉机。产品趋于成熟,新技术得到推广。近几年,背负机由于发展时间长,技术已经成熟,产品可靠率在95%以上,作业效果基本上能满足用户的需求。在发展较早的玉米机收地区得到广泛推广。两用机虽然存在先天的缺陷,但近两年经过适应性改进,收获效果得到很大的提高。关键是一机两用的优势,使得销量同比快速增长。自走专用机目前尚处于技术成熟化的过程中,售后
13、服务出现不少困难,推广重点地区仍然在东北大区。二、现有玉米联合收获机的类型(1)小型悬挂式玉米收获机 用于配套小型拖拉机,可实现单行作业。一次性完成摘穗、茎秆还田工作,具有价格低廉、机动性好的优点,较适合一家一户的经济模式。但是,随着农业机械化的发展,小型悬挂式玉米收获机越来越显示出其效率低、功率小、质量差、作业单一等诸多问题,并将逐渐被代替。(2)牵引式玉米联合收获机 用于配套大中型拖拉机,一次可实现23行收获作业,可实现摘穗、剥皮、果穗升运、茎秆粉碎还田等多项作业。这种玉米收获机存在的主要问题是:作业时需要先人工开道,以供拖拉机行走,效率低,难以打开市场。(3)自走式玉米联合收获机 这是一
14、种专用的玉米收获设备。一次可完成34行收获作业,完成摘穗、剥皮、果穗升运、茎秆粉碎还田等项作业。而且效率高、收获质量好,但价格昂贵(每台在十几万元左右,甚至几十万元)、功率大、功耗高(60100KW),并且设备利用率低,除在大兴农场使用外,一般农户难以接受。(4)背负式玉米联合收获机 用于配套中型以上拖拉机,一般可实现两行作业,并一次完成摘穗、剥皮、果穗升运、集箱、茎秆粉碎还田等项作业。其次设备整机价格适中,采用正配置使收获机轴线与拖拉机轴线重合,无侧配置,作业时无需人工开道,提高了拖拉机的利用率(在非收获季节,可将收获机械调配上其他农用机具进行田间作业,而且还可作为运输工具),因而深受广大农
15、民的欢迎,是近年来发展较快的一种玉米联合收获机。三、玉米联合收获机的发展前景及研究意义从我国特殊国情的实际情况来考虑,我国人口众多,玉米作为主要的粮食作物之一和饲料来源,决定了我国玉米种植广泛且分布不均匀,东北、华北、西南地区约占全国玉米种植面积的90,而且直到2008年我国玉米机收率才仅为10,全国各地玉米机械化收获程度不均,因此我国玉米机械化存在广阔的前景。目前,我国玉米收获机虽然已有不少机型已进入实际使用领域,但总的来说,问题还不少,如技术成熟度还低,其表现为产品可靠性差;市场还没有启动起来;制约其发展的诸多因素还难以解决。实现玉米农业机械化收获,是为响应国家创建资源节约型、环境友好型社
16、会做出的重大贡献。玉米收获机秸秆粉碎还田技术的使用,不仅能够减少秸秆焚烧和环境污染,而且增肥土壤肥力;玉米跨区作业,既提高了机具的利用率,也增加了农机手的收入;另外,玉米收获机械化水平提高,农村外出务工人员就可不必为粮食收获而发愁,既节省了路费,又缓解交通压力,为国家经济的发展提供充裕的人力资源。随着人民生活水平的不断提高,降低农民劳动强度、提高生产率和农业的经济效益,增加农民收入,已是农业机械化发展的必然趋势。但我国农业、畜牧业生产手段还很落后,与国际上的现代化生产模式有很大差距,全面实现农业机械化是一项长期的任务。可以肯定,高性能的自走式玉米收获机是我国玉米实现收获机械化的主力机型。但我们
17、预计,就当前我国的现实情况看,与拖拉机配套使用的背负式收获机的性价比要高于自走式。不对行背负式收获机由于较高的适应性和班次生产率将成为亮点。近几年内适合我国国情的结构简单、成本低、适应性广的背负式不对行玉米收获机会有较大发展。第二章4YW2型收获机整体方案设计2.1 4YW2型玉米收获机的结构和工作原理本次设计的4YW2型玉米联合收获机配套动力为上海50拖拉机,有关参数如下表2-1所示:表2-1上海50拖拉机的有关参数型号SH50发动机型号495A,495A-33前进速度(千米/小时)6 Speeds:2.15-26.86倒退速度(千米/小时)2 Speeds:2.84-11.35动力输出轴转
18、速(转/分钟)766总长(毫米)3250总宽(常用轮距)(毫米)1690至排气管顶高(毫米)2325至排气管顶高(毫米)2300至方向盘高(毫米)1565前轮距(毫米)1313(Normal),1413,1513后轮距(毫米)1350(Normal),1392,1502地隙(毫米)400轴距(毫米)1900结构质量(千克)1860耕深调节力、位及高度调节该收获机由分禾器、拨禾链、摘穗辊、果穗第一升运器(螺旋升运器)、果穗第二升运器(刮板升运器)、集穗箱和秸秆粉碎还田机等组成,如图2-1所示。图2-1 整机装配图1.摘穗台 2 .前悬挂架 3.输送槽 4.中间传动总成5.果穗箱支架 6、.液压卸
19、粮油箱 7.果穗箱 8.秸秆粉碎机其工作过程:分禾器从根部将禾秆扶正并引向带有拨齿的拨禾链,拨禾链将秸秆扶持并引向摘穗辊。摘穗辊为纵向倾斜配置,每行有一对,相对向里侧回转,其前端为带螺纹的锥体,起导禾作用;中部为带螺纹的圆柱体,起摘穗作用;后段为深槽状圆柱体,主要将上部剩余秸秆或拉断的秸秆拉下或咬断,以防阻塞。两辊在回转中将禾秆引向摘辊间隙之中,并不断向下方拉送。由于果穗直径较大不能通过间隙而被摘落。摘掉的果穗,由摘辊上方滑向中央第一升运器(螺旋推运器)中。果穗经第一升运器被运到偏配置在拖拉机右侧的果穗第二升运器(刮板式升运器),然后输送到果穗箱。经过摘辊碾压后的秸秆,其上部多已被撕碎或折断,
20、基部约有1m长左右仍站立在田间。在机器的后方设有横置卧式甩刀式粉碎刀,粉碎残留秸秆,最后剩余根茬高度小于80mm,并将粉碎秸秆抛撒于地面。有的机器上带有玉米脱粒器和粮箱等附件。在玉米成熟度高而一致、籽粒含水量较小(1420)的情况下,可将剥皮机构及第二升运器等拆下并换装脱粒器及粮箱,直接收获玉米籽粒。摘穗装置是玉米联合收获机的主要工作部件之一,常用的摘穗装置有立辊式、卧辊式和摘穗板式。立式摘穗辊主要用于牵引式机组,玉米秸秆割下后,由夹持链夹持输送到摘辊,在摘辊后部配置有秸秆粉碎装置将秸秆粉碎。由于空间位置不允许,所以悬挂式机组不适宜采用立式摘辊。摘穗板摘穗装置由摘穗板和拉茎辊配合完成摘穗工作,
21、果穗摘下后向摘穗台后部集中由横向输送装置带走,主要用于多行机。本机为悬挂式双行机型,摘穗台必须配置在拖拉机前方,采用两对外高内低的倾斜卧式摘辊,既能顺利摘穗又可保障摘下的果穗迅速滑至两对摘辊中部的果穗输送装置。玉米收获时,造成损失的主要原因是漏摘、掉穗以及摘穗部件对果穗的破坏而引起的掉粒等。因此,摘穗装置中,应设置分禾器和拨禾链,分禾器可扶起轻微倒伏的玉米秸秆并引导其顺利进入摘辊,以防漏摘。内分禾器在每对摘辊的两侧形成果穗通道,与拨禾链配合,以防掉穗。摘穗辊应有合适的结构参数,尽可能减少摘穗过程中对果穗根部的挤压损伤而造成落粒损失和子粒破碎。果穗输送装置的结构原理比较简单,常见的有螺旋推运器、
22、链耙式和带耙式等几种型式。本机是偏配置机型,采用螺旋推运器和刮板式升运器组合输送。果穗箱一般配置在机组后方,容积应尽可能大。本机果穗箱容积1.5立方米,采用液压卸粮装置,压力来自动力输出轴。粮箱设置自动开门机构,卸粮操作方便快捷。秸秆粉碎机具有秸秆粉碎还田功能。秸秆还田有以下几点好处:提供作物及微生物所需营养。据测定,一亩地所产秸秆一半还田后,相当于给每亩田增加有机质400公斤,碳酸氢铵23公斤,过磷酸钙19公斤,氯化钾10公斤,还能补充作物所需微量元素;增强土壤保肥、保水性能;促进土壤团粒结构形成,改善物理性质;促进植物和微生物的生理活性;具有保墒和抑制杂草生长作用;秸秆分解时产生的有机酸可
23、以中和土壤碱性,具有改良土壤的功效;能降解土壤中残留的农药及重金属;能提高农产品质量。2.2 主要工作部件设计及计算机组作业性能 一次性完成玉米的摘穗、输送、集箱、秸秆粉碎还田配套动力上海-50拖拉机收获行数2行适应行距正配置400800mm摘穗高度400毫米籽粒总损失率2%果穗损失率3%籽粒破碎率1%秸秆粉碎合格率90%(粉碎秸秆长100毫米)留茬高度080mm(可调)使用可靠性90%机组生产率3-5亩/小时(机组采用档速度作业)卸粮方式液压卸粮2.2.1 整机参数1. 适应行距:400800mm由于玉米播种的机械化程度低,人工点播行距不均,宽行800mm,窄400mm,这就要求收获机对行距
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